Определение величины избыточного давления в нагреваемом герметичном аппарате

Давление, создаваемое жидкостью при увеличении ее температуры, определяют по формуле:
Рк=Рн+∆Р
где Рк – конечное давление жидкости, МПа;
Рн – начальное давление жидкости в аппарате, МПа;
ΔР – приращение давления жидкости в аппарате при повышении температуры, МПа.
Приращение давления в герметичном нагреваемом аппарате, полностью заполненном жидкостью, можно определить по формуле:
∆Р=β-3∙αβсж∙∆Т
где β – коэффициент объемного расширения жидкости, К-1;
βсж – коэффициент объемного сжатия жидкости, МПа-1;
α – коэффициент линейного расширения материала стенок аппарата, К-1
Т=Ткон - Тнач – изменение температуры в аппарате, К.
Коэффициент объемного теплового расширения жидкостей β существенно зависит от температуры, однако для ориентировочных расчетов допускается пользоваться усредненным значением этого коэффициента (Приложение 1).
Коэффициент объемного сжатия жидкостей βсж в широком интервале температур сохраняет почти постоянное значение (Приложение 2).
Коэффициенты линейного расширения α ряда металлов и сплавов приведены в Приложении 3 данного пособия.
По таблицам Приложений 1, 2, 3 находим значения требуемых коэффициентов для ксилола и титана:
β=0,95∙10-3 К-1
βсж=74,0 ∙10-5 МПа-1
α=0,08∙10-4 К-1
Используя эти значения, получаем искомое приращение давления в аппарате с ксилолом:
∆Р=0,95∙10-3-3∙0,08∙10-474,0∙10-5∙312,15-290,15=0,0009260,00074∙22=27,5 МПа
Защита от повышения давления при увеличении температуры жидкости достигается путем создания в аппаратах свободного пространства